Animal Science
In situ ruminal degradability of silage of mango wastes (Mangifera indica L.) and maize stubbles
[1] Posgrado
en Ciencias Biológico Agropecuarias, Universidad Autónoma de Nayarit,
Ciudad de la Cultura “Amado Nervo” Tepic, Nayarit, México
[2] Instituto de Ciencia Agrícola, Universidad de Baja California. Mexicali, Baja California, México
[3] Instituto de Investigaciones Porcinas, Punta Brava, La Habana, Cuba. Gaveta Postal No.1
[*] Email: drclemus@yahoo.com.mx
ABSTRACT
This
research was carried out in order to evaluate the ruminal degradability
of different silage based on agroindustrial and mango wastes (Mangifera indica
c.v. Tommy Atkins) with the addition of with 2 levels of maize stubble,
molasses and agricultural urea. With a simple classification design to
determine in situ ruminal degradability of DM in six silage
alternatives, the nylon bag technique was used in four rumen fistulated
sheep. Degradation times of DM were 0, 4, 8, 16, 34, 48, 72 and 96
hours. There was significant effect (P <0.05) of treatment between 0
and 48 h for DM degradation, with higher values in treatments with
higher fruit content (85%). Apparently, treatments showed a degradation
percentage similar to 72 and 96 h of incubation, with mean values of
73.1 and 75.1 %, respectively. Significant differences (P <0.05) were
observed among silage types for immediately (a) and potentially
degradable fraction (b), but not (P> 0.05) for the degradation
kinetic constant (c) nor for potential degradation (a + b). Effective
degradation was significant (P <0.05) in silages with a higher
content of mango wastes compared to the other four types of materials.
It is concluded that treatments with the highest content of whole fruit
or industrial waste, demonstrated the best degradation, maybe due to its
high content of fermentable material. It is suggested to srudy
performance tests in ruminants fed with silage from mango wastes, as
well as to carry out in vivo digestion studies.
Key words:
chemical composition; mango waste; silage; ruminal degradation.
The
use of harvesting and industrial tropical fruit wastes can help to
avoid contamination to the environment when they are properly used (Gutiérrez et al. 2018).
On the other hand, these wastes for ruminant feeding, offer the
advantage of being a food resource of low cost and acceptable
nutritional value (Pagan 2006 and Rego 2010).
To
avoid the excessive influence of seasonality of fruits in the tropics,
and therefore, having to handle large volumes in a relatively short
period, it is possible to use silage technique, in the particular case
of mango, there is evidence that it is possible to ensile fruits that
are not suitable for consumption and industrial wastes (Pérez et al. 2009).
In
the state of Nayarit during the harvest period from June to August
2005, an estimated production of 200,000 tons was presented (SAGARPA 2006). Previous studies indicate that there are crop losses by different nature ranging from 28 to 43 % (Ferrer 1987).
Therefore, it is necessary to manipulate from 56,000 to 86,000 tons
approximately, which are mainly concentrated in the industrialization
plants.
Silage technique is an adequate
alternative to preserve agroindustrial fruit waste, such as citrus
wastes. In the case of mango wastes, there are records in Mexico (Aguilera et al. 1997), as well as recent research related to animal food (Filho et al. 2010 and Rego et al. 2010).
According to Ascanio et al. (2017), the technique of in situ
ruminal digestion, offers the advantage of determining in a short time,
with a reliable margin of security and at low costs, the nutritional
value of different types of food submitted to the effect of the ruminal
environment. With the use of this methodology, Conde et al. (2010)
reported that ruminal degradability of Tommy Atkins mango peel and
seeds was 99 and 54 %, respectively. The mixture of these wastes
demonstrated a high ruminal degradability (Gonçalves et al. 2004), but it is intermediate for the values found by Conde et al. (2010).
The
objective of this study was to evaluate the ruminal degradability of
different silages based on agroindustrial and mango wastes with the
addition of 2 levels of maize stubble, molasses and agricultural urea.
This
study was carried out in the facilities of the Unidad Académica de
Agricultura, from Universidad Autónoma de Nayarit, Nayarit state,
Mexico. Climate on this site is semi- warm or humid subtropical,
according to Koppen classification. Rain regime is higher than 1,300 mm
per year and the annual mean temperature varies from 20 to 29 ºC. The
warmest months are between June and September, with a mean temperature
of 23-24 ºC, while the coldest ones (16-17 ºC) correspond to December
and January (García 1983). The altitude is 940 m.o.s.l.
In situ degradability of representative samples of six silage alternatives of mango wastes (Mangifera indica
L. cv Tommy Atkins) was evaluated, mixed with maize stubble without
grain of local origin. Composition of silage types is described in table 1.
The materials to be evaluated came from microsilos made with two types
of mango wastes, coming from harvest season, comprised between June and
August 2009, Nayarit state, Mexico.
Ripe
mango fruits were waste, which by appearance and consistency were not
suitable for human consumption, and did not meet the requirements
established by the companies for their industrialization. Mango wastes
obtained from a processing plant was also used and was basically
composed of peel and seed. Other additives used in addition to maize
stubble were molasses from sugar cane and agricultural urea. Fruits and
industrial wastes of mango constituted approximately 45, 55 and 60 % of
the total silo under a dry basis, while, in that same order, stubbles
were about 45, 45 and 30 % equally under dry basis. Agricultural urea
and molasses contributed both with about 5 % of the silage dry matter.
For this research, 42-day conservation silages were used with a total of 24 samples (5 kg each) for each treatment. Table 2 shows the fermentative characteristics of these silages.
At
the time of the evaluation, a subsample of 200 grams of each was
extracted from the 24 samples. Once the subsamples were obtained, they
were conveniently mixed, separated in three parts and dried in an oven
at a temperature of 60 °C, for one week. After drying, they were ground
with the help of a hammer mill equipped with a 2.5 mm screen. After
samples were placed in plastic containers with lid for storage and
subsequent use.
Four male Pelibuey x
Dorper crossbred lambs were used, with a mean liveweight of 35 kg, which
were previously implanted with a simple flexible polymer cannula in the
rumen dorsal sac. They were previously internally and externally
dewormed.
Table 1.
Characteristics of ensiled Nayarit mango wastes with 42 days of conservation
Table 2.
Fermentative characteristics of silages of Nayarit mango wastes (under dry basis) with 42 days of conservation
Animals were housed in a group in a
indoor stable, provided with appropriate feeders and drinking troughs. A
diet with similar ingredients to the tested treatments was used (table 3).
Food
was offered daily at 10:00 am at a rate of 1 kg/animal per day (fresh
basis), while water was available at all times. At the beginning of this
experimental phase, animals were adapted to the diet for a period of 15
days.
Table 3.
Composition of the diet provided to sheep (fresh basis)
In situ procedure of ruminal degradability, proposed by Mehrez and Orskov (1977),
was used. Three grams for each standard nylon bag, measuring 5 x 10 cm
and with a porosity of 50 μm/cm2 were weighed and three repetitions per
each sample and each hour were used. Later, they were closed by means of
rubber bands and fastened with a special tie to metal rings. Bags were
hanged in key holders, so that they were attached to a rope that was
cast through the cannula into the rumen of animals to allow handling.
Finally, those 24 bags with the samples were subjected to ruminal
incubation in each of the four animals at 0, 4, 8, 16, 24, 48, 72 and 96
hours, with a total of 96 bags and samples from the four animals used.
Incubation process started at 12:00 p.m. and successive extractions were
made at random according to the programmed times of permanence in the
rumen of each treatment, to finally remove all the bags at the end of
the 96-hour incubation time.
After
having removed the bags, they were washed three times with water in a
commercial washing machine with a capacity of 4 kg, in order to make
them as clean as possible. Each wash cycle lasted 5 minutes. Bags
belonging to 0 time, occupied by the controls were washed separately to
avoid their influence on the gain or loss of weight at the end of the
process. Finally, they were placed on aluminum trays and placed in a
forced air oven at a temperature of 55 °C during 24 hours for drying.
Dry matter (DM) content of samples was determined by gravimetry by drying in an oven with forced air circulation, according to A.O.A.C (1990). All determinations were made in duplicate.
Kinetics of in situ disappearance of DM in the incubated samples was described by the following equation, proposed by Orskov and McDonald (1979) and McDonald (1981).
Where "y" is DM disappearance in the time t,
"a" is the immediately degradable fraction, "b" corresponds to the
potentially degradable fraction by fermentation, while "a + b" is the
total of "y", which can be degraded and "c" is the rate of degradation
of fraction "b" (Mehrez and Orskov 1977, Orskov and McDonald 1979 and McDonald 1981). On the other hand, the effective degradability (ED) was calculated according to Orskov and McDonald (1979), taking into account the speed or step rate of ruminal digesta, k, in the following equation:
In this study, the value of k was assumed as 5 %/ hour, corresponding to a moderate productive level (ARC 1984).
In
previous analyzes, there was no significant effect (P <0.05) of
animal or animal x silage type interaction. Consequently, means for each
incubation time, as well as in situ degradation kinetics indices were contrasted by the analysis of variance technique according to a single effect design (Steel et al. 1997),
and in the cases where significant differences were found (P <0.05),
means were compared by Tukey multiple comparison test. A general linear
model was used for data manipulation, using the statistical package SAS (2003), for computers. The linear model applied was the following:
Table 4 shows the results of the test, from the point of comparison of treatments within each in situ
ruminal incubation time. A significant effect (P <0.05) of treatment
was found between 0 and 48 hours for DM degradation, with higher values
for treatments with a higher content of whole fruit or industrial
wastes (85 %). In contrast, all treatments did not seem to show a
different percent degradation when they were incubated for 71 and 96
hours, and showed an average value of 73.1 and 75.1 %, respectively. Table 5 lists data corresponding to indexes of in situ
ruminal degradation kinetics of different evaluated silages.
Significant statistical differences were found (P <0.05) among silage
types for the immediately degradable (a) and potentially degradable (b)
fractions, but neither (P <0.10) for degradation kinetic constant
(c) nor for degradation potential (a + b). The effective degradability
(ED) was significantly (P<0.05) higher in silages with a high content
of ensiled mango wastes with respect to the other four types of
materials, a trend that was similar for the constant "c" in these two
types of silages.
Table 4.
Influence of incubation time on in situ ruminal degradation of DM in silages of Nayarit mango wastes (in percentages)
1 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1. *P<0.05
abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them
Table 5.
Kinetics of in situ ruminal degradation of DM in silages of Nayarit mango wastes
1 Percentage of fresh basis inclusion
2 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1 + P<0.10; * P<0.05
abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them
Although there is plenty of studies referring to in situ
ruminal degradation of different food resources, there are only a few
concerning different mango silage products. In studies, similar to those
used in this research, Aguilera et al. (1997) found that DM disappearance in the incubated samples, after 45 days of preservation, was 54.0-54.5%. In vitro
degradation of DM, measured in the same silage types, was 59.1 and
60.5%, respectively. Such data are considerably lower than those
reported in this article. Other studies of in vitro degradability
of mango peel, ensiled or not, have indicated high values of DM
disappearance at 48 hours of incubation, 75.9 and 79.8 %, respectively,
compared with seeds of the same fruit, 45.1 % (Sruamsiri and Silman 2009).
The above indicates that mango fruit has a high degradation because it
contains a large number of rapidly degradable compounds, contrary to
what happened with the maize stubble fiber. It is also known that the
addition of N as a non-protein source has repercussions in dry matter
digestibility (Sánchez-Duarte and García 2017).
In a research carried out on alfalfa varieties at different harvesting
days and consequently on plant maturity, they found that the older the
cut, the lower the DM degradation (Boschini-Figueroa and Chacón-Hernández 2017). In another study with agricultural by-products such as henequen bagasse, Gutiérrez et al. (2018) found greater degradability than 63 % at 72 h of in situ incubation.
In vitro degradability of DM silage of Penisetum purpureum with levels up to 15% of mango byproducts did not show substantial changes in the experiment conducted by Porras (1989). Meanwhile, Ledea et al. (2016) evaluated ruminal fermentation of Cenchrus purpureus
in different plant fractions such as leaves and stems at different
ages. In both parts, 50 % of degradation was surpassed. This percentage
reached the maximum potential at 72 h, but decreased for fractions that
were more than 120 days old. This situation could be similar to what
happened in this research where high content of mango in its different
presentations could influence the degradation of maize stubble, by
providing a higher amount of rapidly degradable material for ruminal
microorganisms, which coincides with the aforementioned by Villa et al. (2010). On the other hand, González et al. (2015)
conducted the evaluation of the ruminal degradability of food
by-products in fistulated sheep, where they concluded that physical and
chemical characteristics of each ingredient have a direct influence on
their degradation rate in the rumen.
In Tommy Atkins mangos, Conde et al. (2010) indicated values of degradability for peel and seed ascending to 99 and 54 %, respectively. Similarly, Pereira et al. (2008) reported that in vitro
ruminal disappearance of DM in the case of mango wastes, essentially
pulp, was very high, 83-84 % between 48 and 96 hours. This suggests that
the values of degradability will necessarily be intermediate in
mixtures where mango peel and seeds predominate, due to the low
degradability of the fiber fraction of seeds, rich in ADF in comparison
with the peel (Pereira et al. 2008).
It is likely that, in the study by Aguilera et al. (1997), the evaluated silages were very rich in fiber, thus making in vitro and in situ
ruminal degradability low. Perhaps the quality of maize stubble to be
mixed with mango wastes could be another factor that may reflect changes
in the digestive use of nutrients in the resulting mixtures. In this
study, silages with more mango wastes and a lower proportion of maize
stubble appeared to show higher figures of in situ ruminal degradation, at least until 48 hours of measurement. On the other hand, Valles et al. (2016)
conducted an evaluation of different tropical grasses at different cut
ages, which confirmed that cut age is related to degradation, because as
the older the plant is the lower degradation due to the amount of
lignin in the forage. This was manifested in the present study because
stubble contents showed lower values of degradability in the times
evaluated.
In this study, treatments containing urea and a lower maize stubble content seemed to determine higher values for the in situ ruminal degradability of DM. In this respect, Sruamsiri and Silman (2009),
indicated that, when they supplied mango silage to cows, rectal DM
digestibility increased from 53.8 to 58.6% when including between 0 and
15 % of leucaena leaves in the ration. Likewise, Sánchez and García (2017)
evaluated N concentration in a silage used in dairy cattle and observed
that N concentration in the ration influences digestibility, intake and
milk production.
Data related to kinetics of in situ
ruminal degradation suggest that silages with the highest proportion of
mango products, whether fruit or industrial waste, showed a faster
degradation of DM (c) and showed values within the range suggested by Sampaio (1988),
for the degradation rate of good quality plant foods (from 2 to 6 % per
hour). In the same way, it happened with the instant disappearance (a),
in consonance with suggestions of Orskov and McDonald (1979). This instantaneous disappearance, 41.9-56.8 %, was considerably lower than that reported with other forage resources, such as Cenchrus purpureus, which presented the highest values of degradability at a cut age between 80 and 100 days (Ledea-Rodríguez et al. 2018).
When variable levels of mango wastes were added to elephant grass silages, Rego et al. (2008) noted that potential (a + b) and effective in situ
disappearance in the rumen of sheep increased with the inclusion of
ensiled mango wastes, which is in agreement with the results of the
present experiment. In the case of industrial by-product of mango
without being ensiled, Gonçalves et al. (2004) observed an effective DM degradation that rose 61.1 %, with a step rate of 5 %/hour, in their in situ digestion studies. This rather high figure also corroborates the high in situ digestive use, found in the research reported here.
It
is concluded that treatments with a higher content of whole fruit or
industrial mango waste presented the highest ruminal degradation,
probably influenced by its high content of rapidly fermentable material.
It is suggested to perform tests to evaluate performance traits in
ruminants fed with silages of mango wastes, as well as performing
studies of in vivo digestion or in vitro gas production.
Ciencia Animal
Degradabilidad ruminal in situ de ensilado de residuos de mango (Mangifera indica L.) y rastrojo de maíz
[1] Posgrado
en Ciencias Biológico Agropecuarias, Universidad Autónoma de Nayarit,
Ciudad de la Cultura “Amado Nervo” Tepic, Nayarit, México
[2] Instituto de Ciencia Agrícola, Universidad de Baja California. Mexicali, Baja California, México
[3] Instituto de Investigaciones Porcinas, Punta Brava, La Habana, Cuba. Gaveta Postal No.1
[*] Email: drclemus@yahoo.com.mx
RESUMEN
Esta
investigación se realizó con el objetivo de evaluar la degradabilidad
ruminal de diferentes ensilados basado en residuo agroindustrial y fruta
de mango de desecho (Mangifera indica. v.c. Tommy Atkins), con
la adición de 2 niveles de rastrojo de maíz, melaza y urea agrícola. Con
un diseño de clasificación simple para determinar la degradabilidad
ruminal in situ de la MS en seis alternativas de ensilado, se
empleó la técnica de la bolsa de nailon, en cuatro borregos fistulados
en rumen. Los tiempos de degradación de MS fueron 0, 4, 8, 16, 34, 48,
72 y 96 horas. Con efecto significativo (P<0.05) de tratamiento entre
0 y 48 h para la degradación de MS, con valores más altos en
tratamientos con mayor contenido de fruta (85 %). Aparentemente los
tratamientos mostraron un porcentaje de degradación similar a 72 y 96 h
de incubación, con valores promedio de 73.1 y 75.1 %, respectivamente.
Se observaron diferencias significativas (P<0.05) entre tipos de
ensilados para la fracción inmediatamente (a) y potencialmente
degradable (b), pero no (P>0.05) para la constante cinética de
degradación (c) ni para la degradación potencial (a + b). La degradación
efectiva fue significativa (P<0.05) en ensilados con mayor contenido
de residuos de mango con respecto a los otros cuatro tipos de
materiales. Se concluye que los tratamientos con mayor contenido de
fruta entera o residuo industrial, presentaron la mayor degradación,
quizás por su alto contenido de material fermentable. Se sugiere
efectuar pruebas de comportamiento en rumiantes alimentados con
ensilados de residuos de mango, así como realizar estudios in vivo de digestión.
Palabras clave:
composición química; desecho de mango; ensilado; degradación ruminal.
El
aprovechamiento de residuos de cosecha e industriales de frutas
tropicales puede contribuir a evitar la contaminación del medio ambiente
cuando se utilizan de una manera adecuada (Gutiérrez et al. 2018).
Por otra parte, estos residuos para la alimentación de rumiantes,
ofrecen la ventaja de ser un recurso alimentario de bajo costo y valor
nutritivo aceptable (Pagan 2006 y Rego 2010).
Para
evitar la influencia excesiva de la estacionalidad de las frutas en el
trópico, y por ende, tener que manejar grandes volúmenes en un período
relativamente corto, es posible utilizar la técnica de ensilado, en el
caso particular del mango, existen evidencias de que es posible ensilar
las frutas no aptas para el consumo y los residuos industriales (Pérez et al. 2009).
EnelestadoNayaritduranteelperíododecosechadejunioaagostode2005sepresentóunaproducciónestimada de 200 000 toneladas (SAGARPA 2006). Trabajos anteriores indican que existen perdidas de la cosecha por distintas razones, las cuales van del 28 al 43 % (Ferrer 1987),
de manera que es necesario manipular de 56 000 a 86 000 toneladas
aproximadamente, las cuales se concentran en las plantas
industrializadoras principalmente. La técnica de ensilado es una
alternativa adecuada para preservar desechos agroindustriales de frutas,
como residuos de cítricos, en el caso específico de residuos de mango,
existen antecedentes en México (Aguilera et al. 1997), además de investigaciones recientes relacionadas con la alimentación animal (Filho et al. 2010 y Rego et al. 2010).
De acuerdo con Ascanio et al. (2017), la técnica de digestión ruminal in situ
ofrece la ventaja de determinar en corto tiempo, con un margen de
seguridad confiable y de forma poco costosa, el valor nutritivo de
diferentes tipos de alimento sometidos al efecto del ambiente ruminal.
Mediante el uso de esta metodología, Conde et al. (2010)
reportaron que la degradabilidad ruminal de cáscaras y semillas de
mango variedad Tommy Atkins fue 99 y 54%, respectivamente. La mezcla de
estos residuos ha revelado poseer una degradabilidad ruminal alta (Gonçalves et al. 2004), pero intermedia para los valores encontrados por Conde et al. (2010).
El
objetivo del presente trabajo fue evaluar la degradabilidad ruminal de
diferentes ensilados basado en residuo agroindustrial y fruta de desecho
de mango con la adición de 2 niveles de rastrojo de maíz, melaza y urea
agrícola.
El
presente trabajo se realizó en las instalaciones de la Unidad Académica
de Agricultura, de la Universidad Autónoma de Nayarit, en el estado de
Nayarit, México. El clima en este sitio es semicálido o subtropical
húmedo, de acuerdo con la clasificación de Koppen. El régimen
pluviométrico es mayor a 1300 mm anuales, la temperatura media anual
varía de 20 a 29 ºC. Los meses más cálidos están entre junio y
septiembre, con una temperatura media de 23-24 ºC, mientras que los más
fríos (16-17 ºC) corresponden a diciembre y enero (García 1983), con una altura de 940 m snm.
Se evaluó la degradabilidad in situ de muestras representativas de seis alternativas de ensilado de residuos de mango (Mangifera indica
L. vc. Tommy Atkins) mezclados con rastrojo de maíz sin grano de
procedencia local. La composición de los tipos de ensilado aparece
descrita en la tabla 1. Los materiales a
evaluar provinieron de microsilos elaborados con dos tipos de residuos
de mango, provenientes de la temporada de cosecha, comprendida entre
junio-agosto de 2009, en el Estado de Nayarit, México.
Las
frutas de mango maduro eran de desecho, que por apariencia y
consistencia no fueron aptas para el consumo humano, y que no cumplían
con las exigencias que establecen las empresas para su
industrialización. Se utilizó además el residuo de mango que se obtuvo
de una planta procesadora y estaba compuesto en lo fundamental por
cáscara y semilla. Otros aditivos utilizados además del rastrojo de maíz
fueron la melaza de caña de azúcar y la urea agrícola. Las frutas y
residuos industriales de mango constituyeron aproximadamente 45, 55 y 60
% del total del silo en base seca, mientras que, en ese mismo orden,
los rastrojos fueron cerca de 45, 45 y 30 % igualmente en base seca. La
urea agrícola y la melaza contribuyeron ambas con cerca del 5 % de la
materia seca del ensilado.
Para la presente
investigación se utilizaron los ensilados de 42 días de conservación con
un total de 24 muestras (5 kg cada una) para cada tratamiento. Las
características fermentativas de estos ensilados se muestran en la tabla 2.
Al
momento de la evaluación, se extrajo una submuestra de 200 gramos de
cada una de las 24 muestras. Una vez obtenidas las submuestras estas se
mezclaron convenientemente, separadas en tres partes y secadas en estufa
a temperatura de 60 °C, por un período de una semana. Posterior al
secado se molieron con la ayuda de un molino de martillo provisto de una
criba de 2.5 mm. Después las muestras se colocaron en recipientes de
plástico con tapadera para su almacenamiento y su posterior utilización.
Table 1.
Characteristics of ensiled Nayarit mango wastes with 42 days of conservation
Table 2.
Fermentative characteristics of silages of Nayarit mango wastes (under dry basis) with 42 days of conservation
Se utilizaron cuatro borregos machos de
cruce Pelibuey x Dorper, con un peso vivo promedio de 35 kg a los que
previamente se les implantó una cánula simple de un polímero flexible en
el saco dorsal del rumen. Estos se desparasitaron previamente de manera
interna y externa. Los animales se alojaron por grupos en un establo
cerrado, provisto de comederos y bebederos apropiados. Se empleó una
dieta con ingredientes similares a los tratamientos que se probaron (tabla 3).
El
alimento se ofreció diariamente a las 10:00 am a razón de 1 kg/animal
por día (base fresca), mientras que el agua estuvo disponible todo el
tiempo. Al inicio de esta fase experimental, los animales se adaptaron a
la dieta por un período de 15 días.
Table 3.
Composition of the diet provided to sheep (fresh basis)
Se utilizó el procedimiento in situ de degradabilidad ruminal propuesto por Mehrez y Orskov (1977).
Se procedió a pesar tres gramos por cada bolsa de nailon estándar, con
medidas 5 x 10 cm y con una porosidad de 50 µm/cm2 y se utilizaron tres
repeticiones de cada muestra y de cada hora. Posteriormente, se cerraron
por medio de ligas y sujetándolas con un amarre especial a argollas de
metal. Las bolsas se anclaron en porta llaves, para que éstas se
sujetaran a una soga que se colocó a través de la cánula dentro del
rumen de los animales para permitir su manipulación. Finalmente, esas 24
bolsas con las muestras se sometieron a incubación ruminal en cada uno
de los cuatro animales en los tiempos 0, 4, 8, 16, 24, 48, 72 y 96
horas, con un total de 96 bolsas y muestras por los cuatro animales
utilizados. El proceso de incubación se inició a las 12:00 p.m. y se
hicieron sucesivas extracciones al azar de acuerdo con los tiempos
programados de permanencia en rumen de cada uno de los tratamientos,
para finalmente retirar todas las bolsas al final del tiempo de
incubación de 96 horas.
Después de retirar las
bolsas, éstas se lavaron tres veces con agua común en una lavadora
comercial de una capacidad de 4 kg con la finalidad de que éstas
quedaran lo más limpias posible. Cada ciclo de lavado tuvo una duración
de 5 minutos. Las bolsas pertenecientes a los tiempos 0 que ocupaban los
blancos se lavaron por separado para evitar la influencia de estas en
una ganancia o pérdida de peso al final del proceso. Por último, se
colocaron en charolas de aluminio y se introdujeron en una estufa de
aire forzado a una temperatura de 55 °C por un período de 24 horas para
su secado.
El contenido de materia seca (MS) de
las muestras se determinó por gravimetría mediante secado en una estufa
con circulación forzada de aire de acuerdo con la A.O.A.C (1990). Todas las determinaciones se realizaron por duplicado.
La cinética de desaparición in situ de la MS en las muestras incubadas se describió mediante la siguiente ecuación, propuesta por Orskov y McDonald (1979) y McDonald (1981).
Donde “y” es la desaparición de MS en el
tiempo t, “a” es la fracción inmediatamente degradable, “b” se
corresponde con la fracción potencialmente degradable por fermentación,
mientras que “a + b”, es el total de “y” que se puede degradar y “c”, la
velocidad de degradación de la fracción “b” (Mehrez y Orskov 1977, Orskov y McDonald 1979 y McDonald 1981). Por otra parte, la degradabilidad efectiva (DE) se calculó de acuerdo con Orskov y McDonald (1979), teniendo en cuenta la velocidad o tasa de paso de la digesta del rumen, k, en la ecuación siguiente:
En este estudio el valor de k fue asumido como 5 %/hora, correspondientes a un nivel productivo moderado (ARC 1984).
En
análisis previos se encontró que no hubo efecto significativo
(P<0.05) de animal ni de la interacción animal x tipo de ensilado. En
consecuencia, las medias para cada tiempo de incubación, así como los
índices de la cinética de degradación in situ fueron contrastadas por la técnica del análisis de varianza de acuerdo con un diseño de un solo efecto (Steel et al. 1997),
y en los casos en donde se encontraron diferencias significativas
(P<0.05), las medias fueron comparadas por la prueba de comparación
múltiple de Tukey. Se usó un modelo lineal general para la manipulación
de los datos, haciendo uso del paquete estadístico SAS (2003), para computadoras. El modelo lineal aplicado fue el siguiente:
En donde:
Tratamientos de ensilados
La tabla 4
presenta los resultados de la prueba, desde el punto de la comparación
de tratamientos dentro de cada tiempo de incubación ruminal in situ.
Se halló efecto significativo (P<0.05) de tratamiento entre 0 y 48
horas para la degradación de la MS, con valores más altos para los
tratamientos con un mayor contenido de fruta entera o residuo industrial
(85%). En contraste todos los tratamientos parecieron no mostrar un por
ciento de degradación distinta cuando se incubaron por 71 y 96 horas, y
mostraron un valor promedio de 73.1 y 75.1 %, respectivamente.
Table 4.
Influence of incubation time on in situ ruminal degradation of DM in silages of
1 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1. *P<0.05
abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them
En la tabla 5 se listan los datos correspondientes a los índices de la cinética de degradación ruminal in situ
de los distintos ensilados que se evaluaron. Se manifestaron
diferencias estadísticas significativas (P<0.05) entre tipos de
ensilados para las fracciones inmediatamente degradable (a) y la
potencialmente degradable (b), pero no (P<0.10) para la constante
cinética de degradación (c) ni para la degradación potencial (a + b). La
degradabilidad efectiva (DE) fue significativamente (P<0.05) mayor
en los ensilados con un alto contenido de residuos de mangos ensilados
con respecto a los otros cuatro tipos de materiales, tendencia que fue
similar para la constante “c” en estos dos tipos de ensilados.
Table 5.
Kinetics of in situ ruminal degradation of DM in silages of Nayarit mango wastes
1 Percentage of fresh basis inclusion
2 Do not contain urea and sugar cane molasses. For more details, see table 1+ P<0.10; * P<0.05
abc Means without common letter in the same line differ significantly (P<0.05) among them
Aunque es notorio el caudal de datos referentes a estudios de degradación ruminal in situ
de distintos recursos alimentarios, son relativamente escasos los que
conciernen a distintos productos ensilados de mango. En estudios,
similares a los usados en esta investigación, Aguilera et al. (1997)
encontraron que la desaparición de MS en las muestras incubadas,
después de 45 días de conservación, fue 54.0-54.5 %. La degradación in vitro
de la MS medida en los mismos tipos de ensilados fue 59.1 y 60.5 %,
respectivamente. Tales datos son considerablemente más bajos que los
informados en este artículo. Otros estudios de degradabilidad in vitro
de cáscaras de mango, ensiladas o no, han indicado valores altos de
desaparición de MS a las 48 horas de incubación, 75.9 y 79.8 %,
respectivamente en comparación con semillas de la misma fruta, 45.1 % (Sruamsiri y Silman 2009).
Lo anterior indica que el fruto de mango presenta una alta degradación
por contener una gran cantidad de compuestos rápidamente degradables,
caso contrario a lo sucedido en la fibra del rastrojo de maíz. Se sabe
además que la adición de N como fuente no proteica tiene repercusiones
en la digestibilidad de la materia seca (Sánchez-Duarte y García 2017).
En una investigación realizada en variedades de alfalfa a diferentes
días de cosecha y por consiguiente de madurez de la planta encontraron
que a mayor edad de corte menor degradación de la MS (Boschini-Figueroa y Chacón-Hernández 2017). En otro estudio con subproductos agrícolas como el bagazo de henequén, Gutiérrez et al. (2018) encontraron una degradabilidad superior al 63 % a las 72 h de incubación in situ.
La degradabilidad in vitro de la MS de ensilados de Penisetum purpureum con niveles de hasta 15 % de subproductos de mango no mostró alteraciones sustanciales en el experimento realizado por Porras (1989). Por su parte, Ledea et al. (2016) evaluaron la fermentación ruminal de Cenchrus purpureus
en diferentes fracciones de las plantas como hojas y tallos en
diferentes edades. En ambos partes, se superó 50 % de degradación. Dicho
porcentaje alcanzó el máximo potencial a las 72 h, pero disminuyó para
las fracciones que tenían más de 120 días de edad. Esta situación
pudiera ser similar a lo ocurrido en esta investigación donde los altos
contenidos de mango en sus diferentes presentaciones pudieron influir en
la degradación del rastrojo de maíz, al proporcionar una mayor cantidad
de material rápidamente degradable para los microorganismos ruminales,
lo que coincide con lo mencionado por Villa et al. (2010). Por su parte, González et al. (2015)
realizaron la evaluación de la degradabilidad ruminal de subproductos
alimenticios en borregos fistulados, donde concluyeron que las
características físicas y químicas de cada ingrediente influyen
directamente en su tasa de degradación en el rumen.
En mangos Tommy Atkins, Conde et al. (2010) indicaron valores de degradabilidad para la cáscara y la semilla ascendentes a 99 y 54 %, respectivamente. De igual forma, Pereira et al. (2008) reportaron que la desaparición ruminal in vitro
de MS en el caso de residuos de mangos, esencialmente pulpa, fue muy
alta, 83-84 % entre 48 y 96 horas. Ello sugiere que en mezclas donde
predominen cáscaras y semillas de mango, los valores de degradabilidad
serán necesariamente intermedios debido a la baja degradabilidad de la
fracción fibrosa de las semillas, ricas en FDA en comparación con la
cáscara (Pereira et al. 2008). Es probable que en el estudio de Aguilera et al. (1997), los ensilados evaluados hayan sido muy ricos en fibra, haciendo por consiguiente que la degradabilidad ruminal, tanto in vitro como in situ
fuese tan baja. Tal vez la calidad del rastrojo de maíz a mezclar con
los residuos de mangos pudiera ser otro factor que pudiera reflejar
cambios en el aprovechamiento digestivo de los nutrientes en las mezclas
resultantes. En este estudio, los ensilados con más residuos de mango y
menor proporción de rastrojo de maíz parecieron mostrar cifras más
altas de degradación ruminal in situ, al menos hasta las 48 horas de medición. Por su parte, Valles et al. (2016)
realizaron una evaluación a diferentes pastos tropicales a diferentes
edades de corte, que confirman que la edad de corte tiene una relación
con la degradación, pues a mayor edad menor degradación por la cantidad
de lignina en el forraje. Esto se manifestó en el presente estudio pues
los contenidos de rastrojo mostraron valores más bajos de degradabilidad
en los tiempos aquí evaluados.
En esta
investigación los tratamientos que contenían urea y un menor contenido
de rastrojos de maíz parecieron determinar valores más altos para la
degradabilidad ruminal in situ de la MS. A este respecto, Sruamsiri y Silman (2009)
indican que cuando suministraron ensilados de mangos a vacas, la
digestibilidad rectal de MS subió de 53.8 a 58.6 % al incluir entre 0 y
15 % de hojas de leucaena en la ración. Por su parte, Sánchez y García (2017)
evaluaron la concentración de N en un ensilaje que se utilizó en
bovinos leche y observaron que la concentración de N en la ración
influye en la digestibilidad, el consumo y la producción de leche.
Los datos relativos a la cinética de degradación ruminal in situ
sugieren que los ensilados con mayor proporción de productos de mango,
ya fuera fruta o residuo industrial, mostraron una degradación más
rápida de la MS (c) y mostraron valores dentro del rango sugerido por Sampaio (1988),
para la tasa de degradación de alimentos vegetales de buena calidad (de
2 a 6 % por hora). De igual forma ocurrió con la desaparición
instantánea (a), en consonancia con lo sugerido por Orskov y McDonald (1979).
Esta desaparición instantánea, 41.9-56.8 %, fue considerablemente más
baja que la informada con otros recursos forrajeros, como el Cenchrus purpureus, el cual presentó los valores más altos de degradabilidad a una edad de corte entre los 80 y 100 días (Ledea-Rodríguez et al. 2018).
Cuando se adicionaron niveles variables de residuos de mango a ensilados de pasto elefante, Rego et al. (2008) notaron que la desaparición potencial (a + b) y efectiva in situ
en el rumen de borregos aumentó con la inclusión de los residuos de
mango ensilado, lo que está de acuerdo con los resultados del presente
experimento. En el caso del subproducto industrial del mango sin
ensilar, Gonçalves et al. (2004)
observaron una degradación efectiva de la MS que ascendió a 61.1 % con
una tasa de paso de 5 %/hora, en sus estudios de digestión in situ. Este alto valor también corrobora el alto aprovechamiento digestivo in situ que se encontró en la investigación que aquí se informa.
Se
concluye que los tratamientos con mayor contenido de fruta entera o
residuo industrial de mango presentaron la mayor degradación ruminal,
probablemente debido a la influencia de su alto contenido de material
rápidamente fermentable. Se sugiere efectuar pruebas para evaluar rasgos
de comportamiento en rumiantes alimentados con ensilados de residuos de
mango, así como realizar estudios de digestión in vivo o producción de gas in vitro.